Le questioni in gioco

Come già anticipato ( “La sfida energetica -1”) esistono due facce del problema che spesso vengono mescolate, ma sono indipendenti tra loro:

• Il problema della scarsità delle fonti energetiche
• Il problema dell’inquinamento e, in particolare, in questa fase, il problema delle emissioni di gas serra come la CO₂

Il primo aspetto è relativo alla difficoltà di fare fronte al fabbisogno energetico sempre in crescita in particolare nei territori “evoluti” e sconta l’attuale grande processo di crescita di una parte considerevole dei cosiddetti “Paesi in via di sviluppo”, primi tra tutti Cina e India. Attualmente la maggioranza dell’energia viene prodotta partendo da combustibili fossili e si prevede che tali fonti non siano in grado di sostenere il fabbisogno futuro essendo comunque disponibili in quantità finite, e prevedendosi il raggiungimento del famoso “picco” di utilizzo nell’arco di pochi anni/decenni. Al di là delle valutazioni sull’attendibilità di queste previsioni appare evidente la necessità di individuare in tempi abbastanza rapidi degli sbocchi al problema del fabbisogno energetico. Questo problema deve essere affrontato cercando fonti per la produzione di energia aggiuntive e/o alternative rispetto a quelle attualmente utilizzate. Questo aspetto è indipendente dal tema “inquinamento” e sarebbe da affrontare anche se, per ipotesi, i combustibili fossili non producessero alcun tipo di inquinamento e/o se l’emissione di CO₂non avesse alcun effetto sul clima e sull’ambiente. 

Sempre legato a questo aspetto del problema è la questione della distribuzione nel pianeta delle fonti energetiche che genera disparità tra i paesi “proprietari” delle fonti energetiche e i  paesi consumatori di energia, con conseguente dipendenza di questi dai primi, grandi trasferimenti di ricchezza e forti tensioni di natura geopolitica. L’Italia, oltre al problema generale della scarsità delle fonti, soffre particolarmente anche la dipendenza dall’esterno del proprio approvvigionamento di risorse.

Il secondo aspetto del problema riguarda invece i “danni” cagionati dai sistemi attuali di produzione dell’energia e si sta fortemente accuendo in corrispondenza della sempre più diffusa (anche se non da tutti condivisa) consapevolezza degli effetti provocati sul clima dalle forti emissioni di CO₂conseguenti all’utilizzo dei combustibili fossili. Il problema, posto in questi termini, è indipendente, da quello del fabbisogno energetico e si porrebbe in ogni caso in modo drammatico anche se, in linea puramente teorica, le attuali fonti energetiche fossero inesauribili. 

In ogni caso, alla luce di quanto sopra,  la situazione attuale impone tre grandi direttrici di marcia:

1. Aumentare l’efficienza energetica complessiva, cioè consumare meno energia a parità di attività
2. Produrre energia con fonti nuove, possibilmente disponibili in quantità non finite (rinnovabili)
3. Produrre energia con basso livello di emissioni

1 – Consumare meno energia

E’ probabilmente la direttrice che “paga di più” ed è per definizione condivisa da tutti. 

Attualmente si consuma energia con quantità enorme di sprechi in tutti i settori, a partire dai comportamenti dei singoli individui. Vanno in questa direzione tutti gli interventi per ridurre i consumi energetici degli edifici (riscaldamento, raffreddamento, illuminazione) che da soli sono responsabili di circa il 35% di tutto il fabbisogno mondiale di energia; la riduzione dei consumi nel trasporto (38% del consumo globale); la riduzione dei consumi di tutte le apparecchiature, motori, impianti, processi industriali.  Va in questa direzione anche l’introduzione di nuovi materiali più “leggeri” che riducono l’energia necessaria per produrli, gestirli, smaltirli. Muovendosi in questa direzione si ottengono risultati sia sul fronte delle fonti energetiche, sia su quello delle emissioni inquinanti (l’energia che inquina meno è quella che non si utilizza)

2 – Produrre energia da altre fonti

Tali fonti nuove possono essere rinnovabili (che non si esauriscono), o anche esauribili, ma non ancora sfruttate. L’utilizzo di sole fonti rinnovabili (realmente rinnovabili) è l’unico modo per consumare energia in modo neutro rispetto alle generazioni future. Tutte le altre strade lasciano ai posteri delle eredità negative. La ricerca di nuove fonti di energia ha importanza vitale a livello globale, ma assume per ogni paese una valenza strategica diversa in relazione alla dipendenza attuale di ciascuno dalle varie risorse.  Oltre alla problematica della individuazione di nuove fonti energetiche, per alcuni paesi è vitale anche il tema della diversificazione delle fonti, per ridurre i rischi dovuti alla eccessiva dipendenza da pochi produttori.  

La ricerca di nuove fonti non è invece di per sé, in senso stretto, una strada per ridurre l’inquinamento, anche se la maggior parte di risorse rinnovabili hanno anche un livello molto basso, o nullo, di emissioni nocive.

3- Produrre energia in modo non inquinante

Questa linea d’azione contribuisce a rispondere alla seconda faccia del problema (la necessità di ridurre le emissioni nocive), anche nel caso in cui si utilizzassero ancora fonti energetiche non rinnovabili. Anche i sistemi di produzione dell’energia da combustibili fossili stanno facendo passi in questa direzione (si pensi per esempio alle centrali a carbone di nuova generazione che hanno livelli di emissioni estremamente ridotti rispetto a quelle tradizionali).

Questa strada richiede però una definizione elaborata del concetto di inquinamento che risponda, per esempio, alle seguenti domande: sottrarre la CO₂emessa dai processi di produzione di energia e immagazzinarla nel sottosuolo significa non inquinare? produrre energia senza emissioni nocive, ma depositare per millenni nel sottosuolo scorie radioattive significa non inquinare?

La dimensione delle questioni in gioco e la loro interdipendenza rende la sfida estremamente complessa e pare evidente come non ci possa essere una sola soluzione al problema, ma un mix di soluzioni diverse, su diversi fronti: tecnologico, politico, normativo, comportamentale.

Appare altrettanto evidente che si tratta di una sfida planetaria che l’umanità deve affrontare in una logica globale. In un epoca che si richiama costantemente alla globalizzazione, questa è forse la prima grande sfida veramente globale.

I primi passi in questo senso si sono visti con la definizione di “ricette globali”, prima tra tutte quella ormai notissima del “Protocollo di Kyoto”. Tale Protocollo è frutto della Conferenza degli Stati aderenti alla Convenzione per la tutela del clima e prende le mosse di conseguenza da obiettivi sul fronte dell’impatto ambientale. Ha però avuto una forte ricaduta in termini comunicativi essendo diventato quasi il simbolo dell’azione comune verso un nuovo equilibrio sostenibile. Il Protocollo ha sancito l’impegno dei firmatari a ridurre di almeno 5 punti percentuali tra il 2008 e il 2012 le emissioni dei principali gas serra. L’Unione Europea, che sulla base del Protocollo di Kyoto, dovrà ridurre dell’ 8 % le proprie emissioni rispetto a quelle del 1990, ha cavalcato la sfida sancendo un impegno ancora più stringente: il cosiddetto accordo 20-20-20. Sulla base di tale accordo gli stati membri si sono impegnati entro il 2020 a:

– aumentare l’efficienza energetica, e quindi ridurre i consumi energetici del 20% rispetto alle attuali proiezioni al 2020

– ridurre del 20% le emissioni di CO2 rispetto ai valori 1990 

– produrre il 20 % dell’energia da fonti rinnovabili

– raggiungere il 10% di utilizzo di biocarburanti sul totale dei consumi per autotrazione

Il paradigma della produzione distribuita dell’energia

Una svolta decisiva in tema di energia ed ecosostenibilità potrebbe essere  rappresentata dal diffondersi di un nuovo paradigma che si traguarda allo schema di funzionamento delle grandi reti informatiche. Secondo questo paradigma alle grandi centrali di produzione di energia elettrica si affiancherà una grande quantità di piccoli centri di produzione, localizzati presso gli stessi utilizzatori, che produrranno energia da fonti rinnovabili. L’energia prodotta in modo distribuito verrà in gran parte consumata localmente, presso i centri di produzione stessi, oppure verrà messa in rete, a disposizione per altri utilizzatori. La rete di distribuzione dell’energia elettrica, che oggi porta l’energia dalle centrali di produzione verso gli utilizzatori in modo unidirezionale, si trasformerà in una rete “intelligente” e multicentrica nella quale l’energia si muoverà in tutte le direzioni. Estremizzando si può immaginare che ogni utilizzatore possa diventare anche produttore dell’energia di cui necessita, utilizzando la rete come enorme serbatoio a cui attingere per soddisfare i fabbisogni eccedenti l’energia prodotta localmente o a cui trasferire l’energia prodotta in esubero. La rete, oltre al ruolo di vettore, funge anche da magazzino, equilibrando i fabbisogni e le quantità prodotte. Questo paradigma assomiglia a quello delle grandi reti informatiche che connettono tutti a tutti e consentono l’utilizzo combinato anche di grandissime capacità di calcolo, ottenute assemblando un numero enorme di piccoli calcolatori locali (grid computing). E’ la tesi sostenuta, tra gli altri, da J. Rifkin, che confronta l’evoluzione storica dell’uso dell’informazione  con quella dell’uso dell’energia e stabilisce una connessione tra i salti tecnologici dell’una e i salti tecnologici dell’altra. L’avvento dell’era di internet e dell’informazione accessibile a tutti darà origine ad una nuova era nell’utilizzo dell’energia (grid energy).

I nodi della rete distribuita sono rappresentati da:

– sistemi fotovoltaici

– generatori eolici

– altri sistemi locali di sfruttamento di fonti rinnovabili (piccoli salti d’acqua, maree, moti ondosi)

– sistemi di cogenerazione (da fonti tradizionali e da biomasse)

– sistemi di accumulo tramite batterie

-sistemi di accumulo basati su pompaggi di acqua verso l’alto (già utilizzato di notte nelle centrali idroelettriche)

– sistemi di accumulo tramite produzione ed utilizzo di idrogeno

La rete distribuita di produzione di energia, con diffuso ricorso a fonti rinnovabili, rappresenta una soluzione (anche se per il momento solo teorica) di gran parte degli attuali problemi relativi all’energia:

• lo svincolo graduale dalle attuali  fonti fossili (disponibili in quantità finite)
  • le emissioni inquinanti in atmosfera
  • la distribuzione delle fonti energetiche (gran parte del fabbisogno viene soddisfatto localmente)
  • l’efficienza (per lo stesso motivo cala la dispersione di energia nelle reti di trasporto)

Questo nuovo paradigma ha moltissime implicazioni e si sostiene su alcune grandi sfide:

• la sfida dell’ evoluzione tecnologica nell’uso delle fonti rinnovabili
• la sfida dell’evoluzione tecnologica sul fronte degli “accumulatori di energia”